如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,

2025-04-26 03:51:13
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回答1:


(1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,金属棒达到最大速度,此后开始做匀速直线运动.设最大速度为vm,当金属棒达到最大速度时,做匀速直线运动,由平衡条件得:F=BId+mgsin30°,又F=mg,解得I=

mg
2Bd

由I=
E
2R
=
Bdvm
2R
,又I=
mg
2Bd
,可得:vm=
mgR
B2d2

(2)灯泡的额定功率PL=I2R=(
mg
2Bd
2R=
m2g2R
4B2d2

(3)金属棒由静止开始上滑4L的过程中,由能量守恒定律可知:
金属棒上产生的电热Qr=
1
2
(F?4L-mg?4Lsin30°-
1
2
m
v
)=mgL-
m3g2R2
4B2d4

答:(1)金属棒能达到的最大速度vm
mgR
B2d2

(2)灯泡的额定功率PL
m2g2R
4B2d2

(3)若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热Qr为mgL-
m3g2R2
4B2d4